(57)【要約】【課題】フィルタの広帯域化による線路の特性インピーダンスの増加を低減し、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供すること。【解決手段】第１および第２の入出力端子１，２と、基準電位が供給される基準ノード３と、第１の入出力端子１と基準ノード３との間に接続された第１の並列共振線路Ａ１と、第１の入出力端子１と第２の入出力端子２との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第２〜第４の並列共振線路Ａ２〜Ａ４と、第２の入出力端子２と基準ノード３との間に接続された第５の並列共振線路Ａ５とを備えている。【選択図】図１
2006311492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の入出力端子と、基準電位が供給される基準ノードと、前記第１の入出力端子と前記基準ノードとの間に接続された第１の並列共振線路と、前記第１の入出力端子と前記第２の入出力端子との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第２乃至第４の並列共振線路と、前記第２の入出力端子と前記基準ノードとの間に接続された第５の並列共振線路とを備えていることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
前記第１の入出力端子と前記第２の入出力端子とをコンデンサを介して接続したことを特徴とする請求項１記載のフィルタ。
【請求項３】
対向するように配置された第１および第２の接地電極と、前記第１および第２の接地電極間に積層された第１乃至第５の誘電体層と、該第１乃至第５の誘電体層の各層間に形成され、前記第１および第２の接地電極に電気的に接続された短絡端と開放端とを有する第１乃至第４の導体パターンとを備え、請求項１または請求項２記載の前記第１の並列共振線路が、前記第１の接地電極および前記第１の導体パターン間に形成され、請求項１または請求項２記載の前記第２乃至第４の並列共振線路が、前記第１乃至第４の導体パターンの各導体パターン間に形成され、請求項１記載の前記第５の並列共振線路が、前記第２の接地電極および前記第４の導体パターン間に形成されていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
前記第１乃至第５の並列共振線路の長さ、または、前記第１乃至第４の導体パターンの短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の１／２以下であることを特徴とする請求項３記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記第１および第４の導体パターンは、前記第２および第３の導体パターンと平面視で重なるように配置されており、かつ、前記第２および第３の導体パターンより幅が広いことを特徴とする請求項３または請求項４記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記第１および第２の接地電極と前記第１乃至第４の導体パターンの短絡端とが、前記第１乃至第５の誘電体層内に形成された貫通導体または前記第１乃至第５の誘電体層の側面に形成された側面導体により電気的に接続されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか記載のフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用されるフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の移動体通信機器等に使用されるフィルタ装置は、移動体通信機器等の薄型化、小型化の要求に伴い、誘電体同軸型共振器を用いたフィルタから分布定数回路を共振器に用いた積層ストリップラインフィルタへと進展してきている。
【０００３】
また、これらの積層ストリップラインフィルタは、通過周波数帯域の低周波側および高周波側の減衰帯域にそれぞれ減衰極を備えて尖鋭な帯域通過特性を有し、無線通信機などにおいて、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して、良質の通信を行ない得るようにするために利用されている。
【０００４】
このような従来の積層ストリップラインフィルタとして、例えば、下記特許文献１に示されたものがある。特許文献１に示された従来の積層ストリップラインフィルタを、図９に回路構成図、図１０に透視平面図、図１１に断面図として示す。
【０００５】
図９に示すように、従来の積層ストリップラインフィルタは、先端短絡線路１１１〜１１５と、先端開放線路１２１〜１２５とで構成されている。そして、先端短絡線路１１１と、先端開放線路１２１とが並列に接続されることにより、並列共振線路Ｂ１が形成されている。また、片端短絡終端線路１１２と、先端開放線路１２２とが並列に接続されて、並列共振線路Ｂ２が形成されている。また、先端短絡線路１１３と、先端開放線路１２３とが並列に接続されて、並列共振線路Ｂ３が形成されている。また、先端短絡線路１１４と、先端開放線路１２４とが並列に接続されて、並列共振線路Ｂ４が形成されている。また、先端短絡線路１１５と、先端開放線路１２５とが並列に接続されて、並列共振線路Ｂ５が形成されている。
【０００６】
そして、並列共振線路Ｂ２の一方の端子は、並列共振線路Ｂ１を介して接地されるとともに、入出力端子の一方が接続され、並列共振線路Ｂ２の他方の端子は、並列共振線路Ｂ３を介して接地されるとともに、並列共振線路Ｂ４の一方の端子が接続され、並列共振線路Ｂ４の他方の端子は、並列共振線路Ｂ５を介して接地されるとともに、入出力端子の他方が接続されてフィルタを構成している。
【０００７】
この構成において、一般に、フィルタの通過帯域を狭帯域化するためには、接地された並列共振線路Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５を形成する先端短絡線路１１１，１１３，１１５の特性インピーダンスＺＬ１ｂ，ＺＬ３ｂ，ＺＬ５ｂと先端開放線路１２１，１２３，１２５の特性インピーダンスＺＣ１ｂ，ＺＣ３ｂ，ＺＣ５ｂを小さくするか、もしくは、入出力端子間に直列に接続された並列共振線路Ｂ２，Ｂ４を形成する先端短絡線路１１２，１１４の特性インピーダンスＺＬ２ｂ，ＺＬ４ｂと先端開放線路１２２，１２４の特性インピーダンスＺＣ２ｂ，ＺＣ４ｂを小さくする必要がある。
【０００８】
しかし、狭帯域な通過帯域の近傍の減衰極ｆ１，ｆ２を通過周波数帯域のより近傍に移動させるためには、接地された並列共振線路Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５の特性インピーダンスを大きくし、または入出力端子間に直列に接続された並列共振線路Ｂ２，Ｂ４の特性インピーダンスを小さくする必要があり、接地された並列共振線路Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５の特性インピーダンスは狭帯域化と相反する傾向にある。
【０００９】
そこで、必要な通過帯域を確保した上でその近傍に減衰極を有する狭帯域化を実現するには、接地された並列共振線路の特性インピーダンスも入出力端子間に直列に接続された並列共振線路の特性インピーダンスも共に小さくし、それらの大きさを、そのフィルタ回路の入出力インピーダンスよりも十分小さくすることで、通過帯域の近傍に急峻な減衰極を有する狭帯域なフィルタを実現していた。
【特許文献１】特開平１０−２７６００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年の情報伝送容量の増加に伴い、無線通信機器は従来の周波数帯域では足りなくなり、高周波化と広帯域化で、利用帯域幅を拡張し情報伝送容量を確保するようになってきている。そこで、通過帯域が広く、そして通過帯域の近傍に減衰極を有するフィルタが求められるようになってきている。
【００１１】
このような状況において従来の積層ストリップラインフィルタでは、通過帯域を広帯域化し、近傍に減衰極を得ようとすると、接地された並列共振線路の特性インピーダンスを大きくする必要がある。そして、接地された並列共振線路の特性インピーダンスを大きくするには誘電体層１３１，１３３の厚みを厚くする必要がある。
【００１２】
図７に接地された線路の特性インピーダンスＺ０と線路幅Ｗと誘電体厚みｈの比との関係を示している。共振器を構成する線路の特性インピーダンスが大きくなると、構成する線路の厚みが厚くなり積層基板の厚み増大を招くという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、通過帯域の低周波側の近傍に第１の減衰極を、高周波側の近傍に第２の減衰極を有する周波数帯域特性を持つフィルタにおいて、フィルタの広帯域化によって、構成する線路の特性インピーダンスは増加する傾向にあるが、従来の構成と比較して線路の特性インピーダンスの増加を低減し、結果として厚みの増加を低減させ、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のフィルタは、通過帯域の低周波側の近傍に第１の減衰極を、高周波側の近傍に第２の減衰極を有する周波数帯域特性を持つフィルタであって、第１および第２の入出力端子と、基準電位が供給される基準ノードと、前記第１の入出力端子と前記基準ノードとの間に接続された第１の並列共振線路と、前記第１の入出力端子と前記第２の入出力端子との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第２乃至第４の並列共振線路と、前記第２の入出力端子と前記基準ノードとの間に接続された第５の並列共振線路とを備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明のフィルタは、上記構成において好ましくは、前記第１の入出力端子と前記第２の入出力端子とをコンデンサを介して接続したことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のフィルタ装置は、上記構成のフィルタを形成したフィルタ装置において、好ましくは、対向するように配置された第１および第２の接地電極と、前記第１および第２の接地電極間に積層された第１乃至第５の誘電体層と、該第１乃至第５の誘電体層の各層間に形成され、前記第１および第２の接地電極に電気的に接続された短絡端と開放端とを有する第１乃至第４の導体パターンとを備え、前記第１の並列共振線路が、前記第１の接地電極および前記第１の導体パターン間に形成され、前記第２乃至第４の並列共振線路が、前記第１乃至第４の導体パターンの各導体パターン間に形成され、前記第２の並列共振線路が、前記第２の接地電極および前記第４の導体パターン間に形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において好ましくは、前記第１乃至第５の並列共振線路の長さ、または、前記第１乃至第４の導体パターンの短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の１／２以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において好ましくは、前記第１および第４の導体パターンは、前記第２および第３の導体パターンと平面視で重なるように配置されており、かつ、前記第２および第３の導体パターンより幅が広いことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成のフィルタ装置において、好ましくは、前記第１および第２の接地電極と前記第１乃至第４の導体パターンの短絡端とが、前記第１乃至第５の誘電体層内に形成された貫通導体または前記第１乃至第５の誘電体層の側面に形成された側面導体により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のフィルタは、第１の入出力端子と基準ノードとの間に接続された第１の並列共振線路と、第１の入出力端子と第２の入出力端子との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第２乃至第４の並列共振線路と、第２の入出力端子と基準ノードとの間に接続された第５の並列共振線路とを備えていることにより、広帯域化による線路の特性インピーダンスの増加を低減でき、結果として厚みの増加を低減し、小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明のフィルタは、第１の入出力端子と第２の入出力端子とをコンデンサを介して接続したことにより、第１および第２の入出力端子間を伝送される信号について、接続されたコンデンサにより位相を進ませることができる。したがって、通過帯域より高周波側の周波数において、位相を急激に変化させることができるため、通過帯域の高周波側のより近傍に第２の減衰極を設けることができるものとなる。このことから、広帯域化により通過帯域と高域側の第２の減衰極が近づいた（急峻度が増す）際に生じる、線路の特性インピーダンスの増加をより低減できるため、高インピーダンス化による厚みの増加をより効果的に低減し、更なる小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
【００２２】
本発明のフィルタ装置は、第１の並列共振線路が、第１の接地電極および第１の導体パターン間に形成され、第２乃至第４の並列共振線路が、第１乃至第４の導体パターンの各導体パターン間に形成され、第５の並列共振線路が、第２の接地電極および第４の導体パターン間に形成されていることにより、小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明のフィルタ装置は、第１乃至第５の並列共振線路の長さ、または、第１乃至第４の導体パターンの短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の１／２以下であることから、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供することができる。
【００２４】
また、本発明のフィルタ装置は、第１および第４の導体パターンが、第２および第３の導体パターンと平面視で重なるように配置されており、かつ、第２および第３の導体パターンより幅が広いことから、特性劣化の原因となる浮遊容量を低減でき、高性能なフィルタ装置を提供することができる。
【００２５】
本発明のフィルタ装置は、第１および第２の接地電極と第１乃至第４の導体パターンの短絡端とが、第１乃至第５の誘電体層内に形成された貫通導体または第１乃至第５の誘電体層の側面に形成された側面導体により電気的に接続されていることにより、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、小型で高性能なフィルタ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明のフィルタ及びフィルタ装置について以下に詳細に説明する。図１は、本発明のフィルタの実施形態を示す回路構成図である。図２〜図４は図１のフィルタを積層構造で構成したフィルタ装置の実施形態の一例である。また、図５及び図６は図１のフィルタを積層構造で構成したフィルタ装置の他の実施形態の一例である。図２は実施形態の一例であるフィルタ装置の透視斜視図、図３は実施形態の一例であるフィルタ装置を平面視した（積層方向から見た）透視平面図、図４（ａ）は図３におけるａ−ａ’線断面図、図４（ｂ）は図３におけるｂ−ｂ’線断面図である。図５は他の実施形態の一例であるフィルタ装置を平面視した（積層方向から見た）透視平面図、図６（ａ）は図４におけるａ−ａ’線断面図、図６（ｂ）は図４におけるｂ−ｂ’線断面図である。
【００２７】
図１において、１１〜１５は第１〜第５の先端短絡線路、２１〜２５は第１〜第５の先端開放線路であり、第１の先端短絡線路１１と、第１の先端開放線路２１とが並列に接続されて第１の並列共振線路Ａ１が形成され、第２の先端短絡線路１２と、第２の先端開放線路２２とが並列に接続されて第２の並列共振線路Ａ２が形成され、第３の先端短絡線路１３と、第３の先端開放線路２３とが並列に接続されて第３の並列共振線路Ａ３が形成され、第４の先端短絡線路１４と、第４の先端開放線路２４とが並列に接続されて第４の並列共振線路Ａ４が形成され、第５の先端短絡線路１５と、第５の先端開放線路２５とが並列に接続されて第５の並列共振線路Ａ５が形成されている。
【００２８】
１および２は第１および第２の入出力端子であり、３は基準電位が供給される基準ノードである。基準電位は、例えば、接地電位ＧＮＤ等である。
【００２９】
本発明のフィルタは、第１の入出力端子１と基準ノード３との間に接続された第１の並列共振線路Ａ１と、第１の入出力端子１と第２の入出力端子２との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第２乃至第４の並列共振線路Ａ２〜Ａ４と、第２の入出力端子２と基準ノード３との間に接続された第５の並列共振線路Ａ５とを備えている。そして、本発明のフィルタは、伝送線路を介して外部回路に電気的に接続され、第１の入出力端子１、第２の入出力端子２から高周波信号が入出力される。
【００３０】
第１および第２の入出力端子１，２は、高周波信号の入力および出力の端子として用いられる場合と、入力若しくは出力のどちらかに用いられる場合とがある。第１および第２の入出力端子１，２が、入力若しくは出力のどちらかに用いられる場合は、例えば、第１の入出力端子１から高周波信号が入力されて、第２の入出力端子２から信号が出力される。
【００３１】
また、図２〜図４に示すように、３１は第１の誘電体層、３２は第１の誘電体層３１の上に積層された第２の誘電体層、３３は第２の誘電体層３２の上に積層された第３の誘電体層、３４は第３の誘電体層３３の上に積層された第４の誘電体層、３５は第４の誘電体層３４の上に積層された第５の誘電体層である。４１は第１の誘電体層３１の下面に配された第１の接地電極、５１ならびに６１はそれぞれ第１および第２の誘電体層３１，３２の間に配された第１の先端短絡電極ならびに第１の先端開放電極、５２ならびに６２はそれぞれ第２および第３の誘電体層３２，３３の間に配された第２の先端短絡電極ならびに第２の先端開放電極、５３ならびに６３はそれぞれ第３および第４の誘電体層３３，３４の間に配された第３の先端短絡電極ならびに第３の先端開放電極、５４ならびに６４はそれぞれ第４および第５の誘電体層３４，３５の間に配された第４の先端短絡電極ならびに第４の先端開放電極、４２は第５の誘電体層３５の上面に配された第２の接地電極である。
【００３２】
第１の接地電極４１、第２の接地電極４２は本発明のフィルタの基準ノード３に相当する。そして、第１〜第４の先端短絡電極５１〜５４の各先端は、ビア導体や側面導体などを介して第１および第２の接地電極４１，４２に電気的に接続されている。
【００３３】
また、第１の先端短絡電極５１と第１の先端開放電極６１との接続部には第１の入出力端子が接続され、第４の先端短絡電極５４と第４の先端開放電極６４との接続部には、第２の入出力端子が接続される。
【００３４】
そして、第１の先端短絡電極５１と、第１の先端開放電極６１が接続されて短絡端と開放端とを有する第１の導体パターンM１が形成され、第２の先端短絡電極５２と、第１の先端開放電極６２が接続されて短絡端と開放端とを有する第２の導体パターンM２が形成され、第３の先端短絡電極５３と、第３の先端開放電極６３が接続されて短絡端と開放端とを有する第３の導体パターンM３が形成され、第４の先端短絡電極５４と、第４の先端開放電極６４が接続されて短絡端と開放端とを有する第４の導体パターンM４が形成されている。
【００３５】
図１に示した第１の並列共振線路Ａ１が、第１の接地電極４１および第１の導体パターンＭ１間に形成されており、第５の並列共振線路Ａ５が、第２の接地電極４２および第４の導体パターンＭ４間に形成されている。また、図１に示した第２乃至第４の並列共振線路Ａ２〜Ａ４が、第１乃至第４の導体パターンＭ１〜Ｍ４の各導体パターン間に形成されている。詳細には、第２の並列共振線路Ａ２が第１の導体パターンＭ１および第２の導体パターンＭ２間に形成され、第３の並列共振線路Ａ３が第２の導体パターンＭ２および第３の導体パターンＭ３間に形成され、第４の並列共振線路Ａ４が第３の導体パターンＭ３および第４の導体パターンＭ４間に形成されている。
【００３６】
そして、第１の接地電極４１および第１の先端短絡電極５１は第１の誘電体層３１を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第１の先端短絡線路１１を構成し、第１および第２の先端短絡電極５１，５２は第２の誘電体層３２を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第２の先端短絡線路１２を構成し、第２および第３の先端短絡電極５２，５３は第３の誘電体層３３を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第３の先端短絡線路１３を構成し、第３および第４の先端短絡電極５３，５４は第４の誘電体層３４を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第４の先端短絡線路１４を構成し、第２の接地電極４２および第４の先端短絡電極５４は第５の誘電体層３５を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第５の先端短絡線路１５を構成している。
【００３７】
また、第１の接地電極４１および第１の先端開放電極６１は第１の誘電体層３１を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第１の先端開放線路２１を構成し、第１および第２の先端開放電極６１，６２は第２の誘電体層３２を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第２の先端開放線路２２を構成し、第２および第３の先端開放電極６２，６３は第３の誘電体層３３を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第３の先端開放線路２３を構成し、第３および第４の先端開放電極６３，６４は第４の誘電体層３４を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第４の先端開放線路２４を構成し、第２の接地電極４２および第４の先端開放電極６４は第５の誘電体層３５を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第５の先端開放線路２５を構成している。
【００３８】
図３では、第１〜第４の先端短絡電極５１〜５４と第１〜第４の先端開放電極６１〜６４についての構成を示すため、第１および第２の接地電極４１，４２を図示から省いている。
【００３９】
また、第１乃至第５の並列共振線路Ａ１〜Ａ５の長さ、または、第１乃至第４の導体パターンM１〜M４の短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の１／２以下としている。
【００４０】
さらには、第１および第４の導体パターンM１，M４は、第２および第３の導体パターンM２，M３と平面視で重なるように配置されており、かつ、第２および第３の導体パターンより幅が広くされている。
【００４１】
このような構成の本発明のフィルタおよびフィルタ装置は、第１および第２の接地電極４１，４２と第１乃至第４の導体パターンM１〜M４の短絡端とが、第１乃至第５の誘電体層３１〜３４内に形成された貫通導体または第１乃至第５の誘電体層３１〜３４の側面に形成された側面導体（図示せず）を用いて構成することにより、３次元的な配線設計が可能となり、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するので、小型で高性能なフィルタ装置となる。
【００４２】
本発明のフィルタの回路構成の線路１１，２１の特性インピーダンスＺＬ１ａ，ＺＣ１ａと従来のフィルタの回路構成の線路１１１，１２１，１１５，１２５の特性インピーダンスＺＬ１ｂ，ＺＣ１ｂ，ＺＬ５ｂ，ＺＣ５ｂと、低周波側および高周波側の通過帯域の周波数ｆ−１，ｆ＋１、減衰極の周波数ｆ−∞，ｆ＋∞との関係を以下の式に示す。
【数１】
2006311492.tif 000003
【００４３】
本発明のフィルタおよびフィルタ装置（第１のフィルタおよびフィルタ装置）によれば、回路構成の線路１１，２１の特性インピーダンスＺＬ１ａ，ＺＣ１ａは、（１）式、（２）式で示すように、通過帯域の広帯域度ｆｗ１／ｆｔ（≒ｇ／２）に比例して増加し、また、減衰域の急峻度ｆｗ∞／ｆｗ１（≒ｑ）においても高くなるにつれて増加する。従来のフィルタの回路構成の線路１１１，１２１，１１５，１２５の特性インピーダンスＺＬ１ｂ，ＺＣ１ｂ，ＺＬ５ｂ，ＺＣ５ｂは、（３）〜（６）式で示される。
【００４４】
その結果、（７）式で示すように、本発明のフィルタの回路構成の線路１１の特性インピーダンスＺＬ１ａは、従来のフィルタの回路構成の線路１１１，１１５の特性インピーダンスＺＬ１ｂ，ＺＬ５ｂより小さくなる。同じく、本発明のフィルタの回路構成の線路２１の特性インピーダンスＺＣ１ａは、従来のフィルタの回路構成の線路１２１，１２５の特性インピーダンスＺＣ１ｂ，ＺＣ５ｂより小さくなる。特に、従来のフィルタの回路構成の線路１１１の特性インピーダンスＺＬ１ｂは、本発明のフィルタの回路構成の線路１１の特性インピーダンスＺＬ１ａに対し、Ω−１の２乗の項が除算されるため、広帯域度が大きくなるにつれ、その差異が急激に増大する傾向にある。
【００４５】
また、Ω−１の２乗の項は、従来のフィルタの回路構成において、線路１１１，１２１で構成された並列共振線路Ｂ１の共振周波数として、通過帯域の低周波側の周波数ｆ−１を形成するために、線路１１１の特性インピーダンスＺＬ１ｂの式に除算されることとなる。一方、本発明の回路構成において、線路１１，２１で構成された並列共振線路Ａ１の共振周波数は、通過帯域の中心周波数ｆｔを形成するために、線路１１の特性インピーダンスＺＬ１ａの式にΩｔの２乗の項を形成することになる。但し、Ωｔの２乗は１であるため、（１）式の通りとなり、線路１１の特性インピーダンスＺＬ１ａは、線路１１１の特性インピーダンスＺＬ１ｂと比べて少なくともΩ−１の２乗の項の分、大きく低減できることとなる。この効果は広帯域なほど顕著になる。
【００４６】
他の実施形態の一例である図５と図６について説明する。先の実施形態の一例である図２と図３と比較して誘電体層、接地電極、先端開放電極が積層方向に分割されている。
【００４７】
３１’ａと３１’ｂは第１の誘電体層３１を分割した誘電体層、３５’ａと３５’ｂは第５の誘電体層３５を分割した誘電体層、３３’ａと３３’ｂと３３’ｃは第３の誘電体層３３を分割した誘電体層である。４１’ａと４１’ｂは第１の接地電極４１を分割した接地電極であり、４２’ａと４２’ｂは第２の接地電極４２を分割した接地電極である。６２’ａと６２’ｂは第２の先端開放電極６２を分割した先端開放電極であり、６３’ａと６３’ｂは第３の先端開放電極６３を分割した先端開放電極である。
【００４８】
第１の接地電極４１を分割した接地電極４１’ａ，４１’ｂは、誘電体層３１’ａの内部に形成された貫通導体（図示せず）で接続されて、接地電極４１’を形成しており、第２の接地電極４２を分割した接地電極４２’ａ，４２’ｂは誘電体層３５’ａの内部に形成された貫通導体（図示せず）で接続されて、接地電極４２’を形成している。また、第２の先端開放電極６２を分割した先端開放電極６２’ａ，６２’ｂは、誘電体層３３’ａの内部に形成された貫通導体（図示せず）で接続されて、先端開放電極６２’を形成しており、第３の先端開放電極６３を分割した先端開放電極６３’ａ，６３’ｂは誘電体層３３’ｃの内部に形成された貫通導体（図示せず）で接続されて、先端開放電極６３’を形成している。
【００４９】
本発明のフィルタ装置は、このような構成により、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するので、小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。
【００５０】
本発明のフィルタ装置に用いる第１〜第５の誘電体層３１〜３５としては、例えば、アルミナセラミックス，ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ），四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ），四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。これらの材料による第１〜第３の誘電体層２１〜２３の形状や寸法（厚みや幅，長さ）は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。
【００５１】
本発明のフィルタ装置における第１および第２の接地電極４１，４２、第１乃至第４の導体パターンM１〜M４、貫通導体は、高周波信号伝送用の金属材料の導体層、例えばＣｕ層、Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｗのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｃｒ−Ｃｕ合金層、Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｔａ２Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、またはＮｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの等を用いて、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅も、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【００５２】
本発明のフィルタ装置に用いる第１〜第５の誘電体層３１〜３５の形成にあたっては、例えば誘電体層がガラスセラミックスから成る場合であれば、まず誘電体層となるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体となる貫通孔を形成した後、スクリーン印刷法によりＣｕ等の導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、所定の伝送線路パターンおよびその他の導体層のパターンを印刷塗布する。次に、８５０〜１０００℃で焼成を行ない、最後に外表面に露出している導体層上にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
【００５３】
図７は、図１〜図６に示す構成の本発明のフィルタ装置のフィルタ特性の代表例を示したものである。図１２は、図９〜図１１に示す従来のフィルタにおいて得られるフィルタ特性を示したものである。
【００５４】
図７において横軸は通過帯域の中心周波数で規格化した周波数を、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を、ｆ−１，ｆ＋１は低周波側及び高周波側の通過帯域の周波数を、ｆ−∞，ｆ＋∞は低周波側及び高周波側の減衰極の周波数を、ｆｗ１は通過帯域幅を、ｆｗ∞は減衰極間の幅を表す。従来のフィルタ装置のフィルタ特性図である図１２と比較して、広帯域な特性を有している。
【００５５】
図１〜図４に示す構成の本発明のフィルタおよびフィルタ装置の場合、広帯域化によって、構成する線路の特性インピーダンスは増加する傾向にあるが、接地された並列共振線路の共振周波数は、従来の構成ではｆ−１を形成するのに対して、通過帯域の中心周波数ｆｔを形成するために、特性インピーダンスの式にΩ−１の２乗の項が除算されることが無い。このため、従来の構成と比較して線路の特性インピーダンスの増加を低減でき、結果として厚みの増加を低減し、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供することができる。
【００５６】
また、本発明のフィルタおよびフィルタ装置において、第１および第２の入出力端子１，２は、図１３に示すように、コンデンサ２６を介して接続されていることが好ましい。
【００５７】
第１の入出力端子１と第２の入出力端子２とをコンデンサ２６にて接続したことにより、第１および第２の入出力端子１，２間を伝送される信号について、接続されたコンデンサ２６により位相を進ませることができる。したがって、通過帯域より高周波側の周波数において、位相を急激に変化させることができるため、通過帯域の高周波側のより近傍に第２の減衰極を設けることができるものとなる。このことから、広帯域化により通過帯域と高域側の第２の減衰極が近づいた（急峻度が増す）際に生じる、線路の特性インピーダンスの増加をより低減できるため、高インピーダンス化による厚みの増加をより効果的に低減し、更なる小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
【００５８】
第１および第２の入出力端子１，２をコンデンサ２６にて接続したこのフィルタについて、その実施形態の一例を図１３と図１４に基づいて説明する。図１３は、本発明のフィルタの他の実施形態を示す回路構成図である。また、図１３においては図１に示す回路構成図に対して、第１および第２の入出力端子１，２を接続するコンデンサ２６が追加されており、入力された高周波信号はコンデンサ２６を介しても出力される。
【００５９】
また、図１４において、破線は図１に示す構成の本発明のフィルタの他の実施の形態を示すフィルタ特性の例であり、実線は図１３に示す破線で示したフィルタ特性を持つ図１に示す構成の本発明のフィルタの他の実施の形態の回路構成に、第１および第２の入出力端子１，２をコンデンサ２６で接続したフィルタ特性の例である。図１４において横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を表す。図１４より図１３に示す本発明のフィルタの他の実施の形態は、図１に示す本発明のフィルタの実施の形態にくらべ、高域側の第２の減衰極をより通過帯域の近傍に設けることができていることがわかる。このことから、広帯域化により通過帯域と高域側の第２の減衰極が近づいた（急峻度が増す）際に生じる、線路の特性インピーダンスの増加をより低減でき、高インピーダンス化による厚みの増加を低減し、更なる小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
【００６０】
上記図１３のフィルタを有する本発明のフィルタ装置は、図１に示す構成の本発明のフィルタ装置の第１の入出力端子１と第２の入出力端子２とをコンデンサを介して接続することにより構成される。このようなコンデンサは、例えば図１５に示すようにフィルタ装置を構成する誘電体層間に一対の電極７３を形成して誘電体層を一対の電極７３で挟み込むことによって内蔵コンデンサを形成し、この内蔵コンデンサの各電極を配線導体やビア導体などを介して第１および第２の入出力端子７１，７２にそれぞれ電気的に接続することにより、設けることができる。なお、コンデンサは誘電体層を利用した内蔵コンデンサでなくともよく、チップコンデンサをフィルタ装置の表面に設けたり、フィルタ装置に埋設したりしてもよい。
【００６１】
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において好ましくは、第１および第２の接地電極４１，４２と第１乃至第４の導体パターンM１〜M４の短絡端とが、第１乃至第５の誘電体層３１〜３４内に形成された貫通導体または第１乃至第５の誘電体層３１〜３４の側面に形成された側面導体であることを特徴とするものであり、これにより、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、小型で高性能なフィルタ装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のフィルタ装置の実施の形態を示す回路構成図である。
【図２】本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を示す透視斜視図である。
【図３】本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を示す透視平面図である。
【図４】図３に示す本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例の断面図であり、（ａ）はａ−ａ’線断面図、（ｂ）はｂ−ｂ’線断面図である。
【図５】本発明のフィルタ装置の他の実施の形態の一例を示す透視平面図である。
【図６】図５に示す本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例の断面図であり、（ａ）はａ−ａ’線断面図、（ｂ）はｂ−ｂ’線断面図である。
【図７】本発明のフィルタ装置における挿入損失の例を示す線図である。
【図８】接地された線路の特性インピーダンスＺ０と線路幅Ｗと誘電体厚みｈの比との関係図である。
【図９】従来のフィルタ装置の例を示す回路構成図である。
【図１０】従来のフィルタ装置の例を示す透視平面図である。
【図１１】図１０に示す従来のフィルタ装置の例を示す断面図であり、（ａ）はａ−ａ’線断面図、（ｂ）はｂ−ｂ’線断面図である。
【図１２】従来のフィルタ装置における挿入損失の例を示す線図である。
【図１３】本発明のフィルタ装置の他の実施の形態を示す回路構成図である。
【図１４】図１および図１３における挿入損失の例を示す線図である。
【図１５】本発明のフィルタ装置の実施の形態の他の例を示す透視斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・・第１の入出力端子
２・・・・第２の入出力端子
３・・・・基準ノード
１１・・・第１の先端短絡線路
１２・・・第２の先端短絡線路
１３・・・第３の先端短絡線路
１４・・・第４の先端短絡線路
１５・・・第５の先端短絡線路
２１・・・第１の先端開放線路
２２・・・第２の先端開放線路
２３・・・第３の先端開放線路
２４・・・第４の先端開放線路
２５・・・第５の先端開放線路
２６・・・コンデンサ
Ａ１・・・第１の並列共振線路
Ａ２・・・第２の並列共振線路
Ａ３・・・第３の並列共振線路
Ａ４・・・第４の並列共振線路
Ａ５・・・第５の並列共振線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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